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Diseo de Segmentos de la Malla Vial de BogotFre7tel29B

0Jns0n:i0 Was del DstlilrJ - Grupo 4

8. VERIFICACIN MTODO MECANICISTA

malrrente, tos espesores obtenidos con fa aplcacin def mtodo AASHlU son verificadospor medio de la metodologa mecanicista.

Esta metodologa emplea propiedades fsicas fundamentales de los materiales y se basaen un modelo terico para el clculo de deformaciones elstcas, con el propsito depredecir la respuesta del pavimento ante la aplicacin de la carga estndar.

las verificaciones se realizarn empleando el criterio de la SHELL

8.1. DEFORMACIN ADMISIBLE A TRACCIN EN LA FIBRA ASFLTICAINFERIOR

la deformacin por tensin en la base de la carpeta asffcar es usada para determinar elnmero terico de repeticiones de carga que soportar el pavimento antes de alcanzar lafalla por fatiga. Para este caso particular, se ha empleado el criterio del mtodo Shell dediseo para aqretamento, es decir:

&t : deformacin unitaria por traccin en la base del concreto asfltco, mm/mmN : nmero de ejes equivalentes de 8.2TonE : mdulo dinmico de la mezclar N/m2Vb : volumen de asfalto en la mezclar en porcentajeK : factor de calage (3.3 para un 85% de confiabindad)

Para dichas vercaoones, se emplearon valores promedio de mezclas que se fabrican enla zona:

Vb : volumen de asfalto en la mezcla, en porcentaje (11%)Va : volumen de vados en fa mezclar en porcentaje (6%)

8.2. DEFORMACIN ADMISIBLE A COMPRESIN EN LA SUBRASANTE

De acuerdo con la metodologa Sheflr para una confiabfdad del 85%, la relacin entre ladeformacin por compresin y las repeticiones de cargar est dada por:

Ez=O.021N-O25

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Frente 1298Consorcio Iflas del Distrito - Grupo 4

Donde:el : deformacin unitaria vertical en la superficie de la subrasante, mm/mmN : nmero de ejes equivalentes de 8.2Ton

los modelos estructurales son evaluados en un programa para el clculo de esfuerzos ydeformaciones en pavimentos flexibles. Para este caso particular, se ha empleado elBitumen Stress Analysis in Roads (BISAR) desarrollado por la compaa Shell InternationalOil Products BV.

Para cada una de las alternativas propuestas, se presenta el clculo de deformacionescalculadas y admisibles, Ver Tabla No.19, del cual se concluye que los espesores obtenidoscon el mtodo AASHTO satisfacen los criterios de agrietamiento y ahuellamiento de lametodologa mecanicista.

Los parmetros empleados para las verificaciones de las estructuras con el programabisar, para las diferentes alternativas se relacionan en la Tabla No. 18:

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Frente 129BCortSOtro vts del Distrito - Grupo 4

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con respecto a fa expforan geotcnca, resulta conveniente destacar lo siguiente:

Se encontr material como arena SM, hasta profundidades mnimas de 0.45m{ conLL entre 16.4 - 17.4 Y LP entre 10.3 - 12.4.

En todos los apiques se realiz la exploradn hasta 1.5m de profundidad,encontrando material de subrasante limos MH, con LL entre 59-63, LP entre 31-38e IP entre 21-32.

En trminos de relacin de soporte de california (CBR), se ha encontraron valoresentre 2.15% - 2.35%, en condiciones naturales de humedad y 1.35% - 1.48%, encondiciones de saturadn, considerndose un material inadecuado para lamentacin de la estructura de pavimento. Por tal razn se propone dentro de lasaJternativas planteadas la colocacin de 30cm de material tipo rajn, con surespectivo sello, para mejorar las caractersticas del suelo de subrasante.

En lo referente a la evaluacin de las cargas de diseo, vafe la pena hacer fas siguientesconsideraciones:

El clculo de las cargas de diseo incluido en el presente documento, sefundamenta en el estudio realizado durante la etapa de diagnstico, el cual fuesuministrado por el contratista.

Tal como lo estipula la metodologa se definieron el nmero de repeticiones por ejey tipo de carga, ver tabla No. 10T para un periodo de diseo de 20 aos, para eldiseo de la estructura en pavimento rgido.

Para el diseo de la estructura en pavimento flexIble, se obtuvo un nmero de ejesequivalentes de 4.7xlOE7, ver tabla No. 11.

Con respecto a los materiales a emplear en la construccin del pavimento, se resalta losiguiente:

B contratista deber garantizar durante fa etapa de construccin la utfzacin delos materiales relacionados en el numeral 4, caracterizacin de los materialespropuestos, de acuerdo con lo establecido en las especificaciones tcnicas IDU ET2005.

En trminos de relacin de soporte de Calforna, las bases granulares tipo BG-A,deben garantizar un CSRmnimo de 100% y las sub bases granulares tipo SBG-A

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Frente 1298Consotdo V1asdel Disito - Gnspo 4

deben garantizar un CS mnimo de 60%; de acuerdo a lo relacionado en lasespecificaciones IDU- ET-2005.

los valores de mdulo dnmco, asumidos para fas mezcfas asfftcas, deberanser confirmados por el Contratista con fundamento en ensayos de mdulodinmico obtenidos sobre los materiales conformados en obra. De acuerdo a laTabla 515.5 de las Especificaciones Tcnicas IDU 8-2005, se recomienda que lascapas de concreto asflticas propuestas, sean conformadas por una capa superiorde material tipo MD12 yel espesor restante corresponda a una mezcla MD20, enuna o dos capas de acuerdo a las recomendaciones propuestas en dichodocumento.

Se recomienda la comprobacin mediante ensayos de deflectometra, para ratificarlos parmetros de diseo y evaluarlos bajo las condiciones reales de solicitacin.As como el mdulo de diseo de la subrasante.

los espesores recomendados para la aematva propuesta, se pueden observar en faFlQura No.lO para pavimento rgido y en la Figura No. 13 para pavimento flexible, delpresente documento.

Desde el punto de vista tcnico, la alternativa propuesta satisface los criterios dediseo y lo establecido en las especificaciones IDU ET 2005, a continuacin serelacionan los consumos por fatiga y erosin obtenidos en la estructura propuestaen pavimento rgido, los cuales no superan el 100%.

La altemativa de diseo propuesta en pavimento flexible, corresponde al trnsito dediseo, 4.7x106 ejes equivalentes, con una subrasante mejorada, conformada por elmaterial existente y 30cm de material tipo rajn, con su respectivo sello.

Considerando la ubicacin de los segmentos en estudio y su cercana con un sector dezona verde, donde se observan una importante cantidad de rboles de tamaoconsiderable, se recomienda realizar un confinamiento de la estructura, con el fin deproporcionar una separacin con el sector en zona verde, de tal forma que se disminuyanlos erectos que se puedan causar a fa estructura de pavmento. Esto dado que en la visitarealizada en campo se observ mayor deterioro en los tramos adyacentes al sector convegetacin, situacin que no ocurre en sectores con igual estructura y trfico en el mismotramo evaluado. Acenta lo anterior que, ante la presencia de rboles, el suelo osubrasante se vea sometido a fenmenos de desecacin que pueden generar cambios

(ldUrme No. '1de Diseo Pavimentos

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Frente 129BConsorcio vts del Distrito - Grupo 4

volumtricos, los cuales, con seguridad, afectarn la estabilidad de la estructura delpavimento.

Cuando sea necesario dejar tramos abiertos sin construir, se deber proteger fasubrasante del efecto de las condiciones atmosfricas mediante plsticos o lonas queeviten la entrada del agua y/o la desecacin excesiva. En lo posible, las excavacionesabiertas debern rellenarse inmediatamente, para impedir su deterioro por desecacin enpocas secas, o por humedecimiento y remo/deo en perodos lluviosos.

los materiales para el proyecto debern cumpTr con las calidades relacionadas en elpresente informe y en caso de no relacionarse se debern cumplir al menos las mnimasexigidas por las norma IDU Ef 2005 para su uso. Se requiere asegurar la calidad de losmateriales y el cuidado en los procesos de colocacin, curado, aserrado de juntas ysellado de las mismas en el pavimento.

Tal como se coment desde los captulos introductorios, en el segmento 6000855 no fueposible ejecutar la exploracin geotcnica. De manera que, la extrapolacin del diseopropuesto en el presente documento a dicho CIV, requiere la confirmacin,fundamentalmente, del CBR de la subrsante, tanto en condiciones de humedad naturalcomo tras la inmersin.

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BIBLIOGRAFA

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Shahn, M.Y. Pavement Management for Airporls, Roads and Parking Lots, EdtoraChapman & Hall. New York. 1994.

COLOMBIA. INSlTTUTO DE DESARROLLOURBANO IOU. Anexo tcnco paradistritos de conservacin. Bogot D.e.: El instituto, 2008.

ESTADOS UNIDOS. AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY ANDTRANSPORTA110NOFFIOALS. AASHTO Guide for design of pavement structures.Washington: La asociacin, 1993.

REINO UNIDO. SHELL INTERNATIONAL PETROLEUM COMPANY. snen pavementdesign manual. Londres: La compaa, 1978.

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ANEXOS

Anexo No. 1 Registro de Exploracin GeotcnicaAnexo Ne. 2 Memorias de clculo, Bs-peAAnexo No. 3 Verificacin de la estructura en pavimento flexible, por Bisar 3.0

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ANEXO 2.

Memorias de Clculo as-PCA

DISENO PAVIMENTOS RIGIDOS - METODO PCAUNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVILSoftware : BS-PCA

~atosKesistencia K del Apoyo

Espesor LosaModulo de Rotura

BerraasPasadores

Factor de Seguridad CargasYactor de Mayoracin Repeticiones

60 Mpa/m240 mm4.5 MpaNOSI1.11.1

Resultados :

CargaTn

CargaFSkN

Repeticiones Repeticiones Consumo Repeticiones ConsumoEsperadas Admisib_Fatiga Fatiga Admisi Erosion Erosion

% - %

EJES SIMPLES

Esfuerzo Equivalente: 0.0 Factor Esfuerzo: 0.0000 Factor Erosion: 0.00005.006.008.00

11. 00

53.9064.6886.24

118.58

7,995,0644,096,5607,995,0642,401,975

InfInfInfInf

0.000.000.000.00

InfInf

377,790,37511,166,808

0.000.002.12

21.51

EJES TANDEM

;s[uer:oEquivalente: 0.0 Factor Esfuerzo: 0.0000 l"actorErosion: 0.000022.00 237.16 1,694,584 Inf 0.00 3,336,454 50.79

EJES TRIDEM

Esfuerzo Equivalente: 0.0 Factor Esfuerzo: 0.0000 Factor Erosion: 0.0000

Total 0.00 74.42

ANEXO 3.

Verificadn de la Estructura en pavimento flexible por Bisar 3.0

-; )

AR 3.0 - Block Report

eVD 12993

yst m 1: evo 121183

tructure Loads

~ ......SUBDIRECCIN GENERAL'_~;....,I_N_FRAESTR---,---,,-UCTU_RA_"""""_~_-----1I- -- .-- -- -

OfRECCIN TCNICA

OFICINAIJ

AlCALDll MAYORBOOOUO.C.

i MArnalMIENTO

DO MM AA

lnIUuloDESARROllO URBANO

CONTRATO No. 072 de 2008

ACTA No DE COMIT DE

oCONSULTORfA CONSTRUCClN

o oSUMlN1STRO

DISEO Y CONSTRUCCiNoCONSTRUCCiN Y MANTENIMIENTO

o

Evaluar el avance del contrato 072 de 2008

( \\

I/~

~/fo:=============:-SU-ao-IRE-CC-I-6N-GEN- -ERAl-~~~~"':"":_=~~N::=FRAESTR-_~:=:_~=-_~=U__cru:-~_-.~~_RA-=~~~_-=-_~_:-,:_-_-:_-::;---=-.-=--=---,

DIRECCIN TCNICA MANTENIMIENTO

I~ OFICINA AlCALOIA MAYOR'OGOTA 0.(.

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072 de 2008

ACTA No DE COMIT DE

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Sedesarrollaentemastratad~-- ~-~ ..~~._- -J

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DESARROlLO URBANO

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OFICINA

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CONTRATO No. 072 de 2008

ACTA No DE COMIT DE

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ACTA No DE COMIT DE

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DESARROLLO URBANO

CONTRATO No. 072 de 2008

ACTAMo

oCONSUlTORIA

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FECHA~I O~ ] .2011OlA MES ARo

Para COf'ISIfIcla de lo 8ntel0f, se firma la presente acta balo la responsabilidad expresa de IUs que InteNIefJeIl en eUa. deconformidad con las funciones desempetiadas por cada uno de losmismos, de acuerdo con el manual de interventoa.enBogot. D.C .. a los

3unio de--~~-------------------2011das del mes de

fFlRno)

Interventor